Piezoelectric Polyacrylonitrile Nanofiber Film-Based Dual-Function Self-Powered Flexible Sensor

聚丙烯腈 材料科学 纳米纤维 摩擦电效应 钛酸钡 压电 压力传感器 纳米发生器 静电纺丝 压阻效应 复合材料 标度系数 电子皮肤 触觉传感器 光电子学 纳米技术 制作 计算机科学 电介质 机械工程 机器人 人工智能 病理 工程类 替代医学 聚合物 医学
作者
Gengrui Zhao,Xiaodi Zhang,Xin Cui,Shu Wang,Zhirong Liu,Linhong Deng,Anhui Qi,Xiran Qiao,Lijie Li,Caofeng Pan,Yan Zhang,Linlin Li
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:10 (18): 15855-15863 被引量:149
标识
DOI:10.1021/acsami.8b02564
摘要

To meet the growing demands in flexible and wearable electronics, various sensors have been designed for detecting and monitoring the physical quantity changes. However, most of these sensors can only detect one certain kind of physical quantity based on a single mechanism. In this paper, we have fabricated a multifunctional sensor made from carbonized electrospun polyacrylonitrile/barium titanate (PAN-C/BTO) nanofiber film. It can detect two physical quantities (pressure and curvature), independently and simultaneously, by integrating piezoresistive, piezoelectric, and triboelectric effects. For flex sensing with the impedance change of PAN-C/BTO nanofiber films during bending, it had a sensitivity of 1.12 deg–1 from 58.9° to 120.2° and a working range of 28°–150°. For self-powered force sensing, it had a gauge factor of 1.44 V·N–1 within the range of 0.15–25 N. The sensor had a long stability over 60 000 cycles at both sensing modes. The inclusion of barium titanate nanoparticles (BTO NPs) into the nanofiber film had an over 2.4 times enhancement of sensitivity for pressure sensing because of the synergy of piezoelectric and triboelectric effects. On the basis of multifunction and modularity, a series of potential applications of the sensor were demonstrated, including sensing human's swallowing, walking gaits, finger flexure, and finger-tapping. The self-powered flexible dual-mode sensor has great application potential in human-computer interactive and smart wearable sensing systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
albertchan完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
feifei发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
魁拔蛮吉完成签到 ,获得积分10
7秒前
晓峰完成签到,获得积分20
7秒前
yearluren完成签到,获得积分10
7秒前
peiyy完成签到,获得积分10
7秒前
领导范儿应助TT采纳,获得10
12秒前
清脆代桃完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研通AI5应助ghh采纳,获得10
12秒前
叫滚滚发布了新的文献求助10
12秒前
北极熊爱去非洲买蜂蜜小蛋糕完成签到 ,获得积分10
14秒前
yeyong11完成签到,获得积分10
17秒前
CodeCraft应助柔弱的鱼采纳,获得30
18秒前
黄可以完成签到,获得积分10
18秒前
美少叔叔完成签到 ,获得积分10
19秒前
心灵美的修洁完成签到 ,获得积分10
20秒前
lzd完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
诸笑白发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
研友_LOK59L完成签到,获得积分10
27秒前
七子完成签到 ,获得积分10
28秒前
郑盼秋完成签到,获得积分10
28秒前
youjiang发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
孤独收割人完成签到,获得积分10
31秒前
星辰坠于海应助丰盛的煎饼采纳,获得666
33秒前
Upupcc发布了新的文献求助10
35秒前
35秒前
勤劳落雁发布了新的文献求助10
36秒前
36秒前
36秒前
37秒前
37秒前
37秒前
周周发布了新的文献求助10
37秒前
38秒前
科研通AI5应助解青文采纳,获得10
38秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3528020
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108260
关于积分的说明 9288139
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540202
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849